Sparsamere Hybridautos

Die ALCOA / AFL Europe GmbH hat einen DC/DC-Wandler mit integrierten Supercaps speziell für den Einsatz in Hybridfahrzeugen vorgestellt. Das Energy Conversion Module (ECM) unterstützt dort Funktionen wie Rekuperation, Start-Stopp, E-Steering sowie EDS-Stabilisierung und kann zu einer deutlichen Reduzierung des Spritverbrauchs beitragen. Darüber hinaus stabilisiert es das Bordnetz, indem es elektrische Nebenaggregate jederzeit zuverlässig mit Strom versorgt. Das zum Patent angemeldete ECM wird derzeit von verschiedenen Automobilherstellern getestet.

Je nach Fahrzustand und der vom Generator verfügbaren Energie werden die Doppelschichtkondensatoren über das ECM geladen oder entladen. So erzeugt ein Generator aus der beim Bremsen oder im Schubbetrieb zurückgewonnenen Energie Strom, der in den Supercaps zwischengespeichert und etwa bei Start-Stopp-Systemen zum Anlassen des Verbrennungsmotors genutzt wird. Ebenso können damit elektrische Verbraucher wie Servolenkung oder Schnellheizung bedarfsabhängig mit hohen Energiemengen versorgt werden. Die im ECM integrierten 16 Supercaps der Größe D haben eine Kapazität von jeweils 325 F und stellen eine Leistung bis zu 1 kW zur Verfügung.

Die Rückspeisung der zuvor gewonnenen Energie entlastet das Bordnetz und reduziert den Kraftstoffverbrauch deutlich. So nimmt das ECM beim Abbremsen im Stadtverkehr von 50 km/h bis zum Stillstand einen Rekupertationsstrom von bis zu 80 A auf und speist ihn anschließend wieder in das Bordnetz zurück. Bei einer Wandlerleistung von 1 kW reduziert sich der Spritverbrauch damit um rund 0,2 Liter pro 100 km. Mit einer Start-Stopp-Funktion lässt sich der Verbrauch noch weiter senken.

Ein optionaler Ausgang sorgt während des Motorstarts für eine unterbrechungsfreie Spannungsversorgung. Damit ermöglicht das ECM einen unterbrechungsfreien Wiederstart. Das heißt, alle aktiven Verbraucher wie Licht, Infotainmentsystem oder weitere Komfort-/Sicherheitsfunktionen bleiben dank der Stabilisierung des Bordnetzes unbeeinträchtigt, da die Supercaps Energieengpässe kompensieren.

Aufgrund der modularen Architektur des ECM lassen sich sowohl der DC/DC-Wandler als auch die Kondensatorbatterie in Größe und Leistung variieren. So werden basierend auf der 1-kW-Lösung derzeit bereits Module für Bus- und Nutzfahrzeuganwendungen mit bis zu 6 kW entwickelt. Darüber hinaus sind mit höheren Lade- und Entladeströmen sowie größeren Speicherkapazitäten der Doppelschichtkondensatoren noch höhere Kraftstoffeinsparungen möglich – ebenso wie mit noch intelligenterem Power-Management. ALCOA arbeitet derzeit in einem Gemeinschaftsprojekt zusammen mit drei deutschen OEMs am Serienstart des ECM, der für 2010 geplant ist.